Add scaled time to taskstats based process accounting
[linux-2.6.git] / kernel / timer.c
1 /*
2  *  linux/kernel/timer.c
3  *
4  *  Kernel internal timers, basic process system calls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
7  *
8  *  1997-01-28  Modified by Finn Arne Gangstad to make timers scale better.
9  *
10  *  1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
11  *              "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
12  *  1998-12-24  Fixed a xtime SMP race (we need the xtime_lock rw spinlock to
13  *              serialize accesses to xtime/lost_ticks).
14  *                              Copyright (C) 1998  Andrea Arcangeli
15  *  1999-03-10  Improved NTP compatibility by Ulrich Windl
16  *  2002-05-31  Move sys_sysinfo here and make its locking sane, Robert Love
17  *  2000-10-05  Implemented scalable SMP per-CPU timer handling.
18  *                              Copyright (C) 2000, 2001, 2002  Ingo Molnar
19  *              Designed by David S. Miller, Alexey Kuznetsov and Ingo Molnar
20  */
21
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/interrupt.h>
25 #include <linux/percpu.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/swap.h>
29 #include <linux/notifier.h>
30 #include <linux/thread_info.h>
31 #include <linux/time.h>
32 #include <linux/jiffies.h>
33 #include <linux/posix-timers.h>
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/syscalls.h>
36 #include <linux/delay.h>
37 #include <linux/tick.h>
38 #include <linux/kallsyms.h>
39
40 #include <asm/uaccess.h>
41 #include <asm/unistd.h>
42 #include <asm/div64.h>
43 #include <asm/timex.h>
44 #include <asm/io.h>
45
46 u64 jiffies_64 __cacheline_aligned_in_smp = INITIAL_JIFFIES;
47
48 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64);
49
50 /*
51  * per-CPU timer vector definitions:
52  */
53 #define TVN_BITS (CONFIG_BASE_SMALL ? 4 : 6)
54 #define TVR_BITS (CONFIG_BASE_SMALL ? 6 : 8)
55 #define TVN_SIZE (1 << TVN_BITS)
56 #define TVR_SIZE (1 << TVR_BITS)
57 #define TVN_MASK (TVN_SIZE - 1)
58 #define TVR_MASK (TVR_SIZE - 1)
59
60 typedef struct tvec_s {
61         struct list_head vec[TVN_SIZE];
62 } tvec_t;
63
64 typedef struct tvec_root_s {
65         struct list_head vec[TVR_SIZE];
66 } tvec_root_t;
67
68 struct tvec_t_base_s {
69         spinlock_t lock;
70         struct timer_list *running_timer;
71         unsigned long timer_jiffies;
72         tvec_root_t tv1;
73         tvec_t tv2;
74         tvec_t tv3;
75         tvec_t tv4;
76         tvec_t tv5;
77 } ____cacheline_aligned;
78
79 typedef struct tvec_t_base_s tvec_base_t;
80
81 tvec_base_t boot_tvec_bases;
82 EXPORT_SYMBOL(boot_tvec_bases);
83 static DEFINE_PER_CPU(tvec_base_t *, tvec_bases) = &boot_tvec_bases;
84
85 /*
86  * Note that all tvec_bases is 2 byte aligned and lower bit of
87  * base in timer_list is guaranteed to be zero. Use the LSB for
88  * the new flag to indicate whether the timer is deferrable
89  */
90 #define TBASE_DEFERRABLE_FLAG           (0x1)
91
92 /* Functions below help us manage 'deferrable' flag */
93 static inline unsigned int tbase_get_deferrable(tvec_base_t *base)
94 {
95         return ((unsigned int)(unsigned long)base & TBASE_DEFERRABLE_FLAG);
96 }
97
98 static inline tvec_base_t *tbase_get_base(tvec_base_t *base)
99 {
100         return ((tvec_base_t *)((unsigned long)base & ~TBASE_DEFERRABLE_FLAG));
101 }
102
103 static inline void timer_set_deferrable(struct timer_list *timer)
104 {
105         timer->base = ((tvec_base_t *)((unsigned long)(timer->base) |
106                                        TBASE_DEFERRABLE_FLAG));
107 }
108
109 static inline void
110 timer_set_base(struct timer_list *timer, tvec_base_t *new_base)
111 {
112         timer->base = (tvec_base_t *)((unsigned long)(new_base) |
113                                       tbase_get_deferrable(timer->base));
114 }
115
116 /**
117  * __round_jiffies - function to round jiffies to a full second
118  * @j: the time in (absolute) jiffies that should be rounded
119  * @cpu: the processor number on which the timeout will happen
120  *
121  * __round_jiffies() rounds an absolute time in the future (in jiffies)
122  * up or down to (approximately) full seconds. This is useful for timers
123  * for which the exact time they fire does not matter too much, as long as
124  * they fire approximately every X seconds.
125  *
126  * By rounding these timers to whole seconds, all such timers will fire
127  * at the same time, rather than at various times spread out. The goal
128  * of this is to have the CPU wake up less, which saves power.
129  *
130  * The exact rounding is skewed for each processor to avoid all
131  * processors firing at the exact same time, which could lead
132  * to lock contention or spurious cache line bouncing.
133  *
134  * The return value is the rounded version of the @j parameter.
135  */
136 unsigned long __round_jiffies(unsigned long j, int cpu)
137 {
138         int rem;
139         unsigned long original = j;
140
141         /*
142          * We don't want all cpus firing their timers at once hitting the
143          * same lock or cachelines, so we skew each extra cpu with an extra
144          * 3 jiffies. This 3 jiffies came originally from the mm/ code which
145          * already did this.
146          * The skew is done by adding 3*cpunr, then round, then subtract this
147          * extra offset again.
148          */
149         j += cpu * 3;
150
151         rem = j % HZ;
152
153         /*
154          * If the target jiffie is just after a whole second (which can happen
155          * due to delays of the timer irq, long irq off times etc etc) then
156          * we should round down to the whole second, not up. Use 1/4th second
157          * as cutoff for this rounding as an extreme upper bound for this.
158          */
159         if (rem < HZ/4) /* round down */
160                 j = j - rem;
161         else /* round up */
162                 j = j - rem + HZ;
163
164         /* now that we have rounded, subtract the extra skew again */
165         j -= cpu * 3;
166
167         if (j <= jiffies) /* rounding ate our timeout entirely; */
168                 return original;
169         return j;
170 }
171 EXPORT_SYMBOL_GPL(__round_jiffies);
172
173 /**
174  * __round_jiffies_relative - function to round jiffies to a full second
175  * @j: the time in (relative) jiffies that should be rounded
176  * @cpu: the processor number on which the timeout will happen
177  *
178  * __round_jiffies_relative() rounds a time delta  in the future (in jiffies)
179  * up or down to (approximately) full seconds. This is useful for timers
180  * for which the exact time they fire does not matter too much, as long as
181  * they fire approximately every X seconds.
182  *
183  * By rounding these timers to whole seconds, all such timers will fire
184  * at the same time, rather than at various times spread out. The goal
185  * of this is to have the CPU wake up less, which saves power.
186  *
187  * The exact rounding is skewed for each processor to avoid all
188  * processors firing at the exact same time, which could lead
189  * to lock contention or spurious cache line bouncing.
190  *
191  * The return value is the rounded version of the @j parameter.
192  */
193 unsigned long __round_jiffies_relative(unsigned long j, int cpu)
194 {
195         /*
196          * In theory the following code can skip a jiffy in case jiffies
197          * increments right between the addition and the later subtraction.
198          * However since the entire point of this function is to use approximate
199          * timeouts, it's entirely ok to not handle that.
200          */
201         return  __round_jiffies(j + jiffies, cpu) - jiffies;
202 }
203 EXPORT_SYMBOL_GPL(__round_jiffies_relative);
204
205 /**
206  * round_jiffies - function to round jiffies to a full second
207  * @j: the time in (absolute) jiffies that should be rounded
208  *
209  * round_jiffies() rounds an absolute time in the future (in jiffies)
210  * up or down to (approximately) full seconds. This is useful for timers
211  * for which the exact time they fire does not matter too much, as long as
212  * they fire approximately every X seconds.
213  *
214  * By rounding these timers to whole seconds, all such timers will fire
215  * at the same time, rather than at various times spread out. The goal
216  * of this is to have the CPU wake up less, which saves power.
217  *
218  * The return value is the rounded version of the @j parameter.
219  */
220 unsigned long round_jiffies(unsigned long j)
221 {
222         return __round_jiffies(j, raw_smp_processor_id());
223 }
224 EXPORT_SYMBOL_GPL(round_jiffies);
225
226 /**
227  * round_jiffies_relative - function to round jiffies to a full second
228  * @j: the time in (relative) jiffies that should be rounded
229  *
230  * round_jiffies_relative() rounds a time delta  in the future (in jiffies)
231  * up or down to (approximately) full seconds. This is useful for timers
232  * for which the exact time they fire does not matter too much, as long as
233  * they fire approximately every X seconds.
234  *
235  * By rounding these timers to whole seconds, all such timers will fire
236  * at the same time, rather than at various times spread out. The goal
237  * of this is to have the CPU wake up less, which saves power.
238  *
239  * The return value is the rounded version of the @j parameter.
240  */
241 unsigned long round_jiffies_relative(unsigned long j)
242 {
243         return __round_jiffies_relative(j, raw_smp_processor_id());
244 }
245 EXPORT_SYMBOL_GPL(round_jiffies_relative);
246
247
248 static inline void set_running_timer(tvec_base_t *base,
249                                         struct timer_list *timer)
250 {
251 #ifdef CONFIG_SMP
252         base->running_timer = timer;
253 #endif
254 }
255
256 static void internal_add_timer(tvec_base_t *base, struct timer_list *timer)
257 {
258         unsigned long expires = timer->expires;
259         unsigned long idx = expires - base->timer_jiffies;
260         struct list_head *vec;
261
262         if (idx < TVR_SIZE) {
263                 int i = expires & TVR_MASK;
264                 vec = base->tv1.vec + i;
265         } else if (idx < 1 << (TVR_BITS + TVN_BITS)) {
266                 int i = (expires >> TVR_BITS) & TVN_MASK;
267                 vec = base->tv2.vec + i;
268         } else if (idx < 1 << (TVR_BITS + 2 * TVN_BITS)) {
269                 int i = (expires >> (TVR_BITS + TVN_BITS)) & TVN_MASK;
270                 vec = base->tv3.vec + i;
271         } else if (idx < 1 << (TVR_BITS + 3 * TVN_BITS)) {
272                 int i = (expires >> (TVR_BITS + 2 * TVN_BITS)) & TVN_MASK;
273                 vec = base->tv4.vec + i;
274         } else if ((signed long) idx < 0) {
275                 /*
276                  * Can happen if you add a timer with expires == jiffies,
277                  * or you set a timer to go off in the past
278                  */
279                 vec = base->tv1.vec + (base->timer_jiffies & TVR_MASK);
280         } else {
281                 int i;
282                 /* If the timeout is larger than 0xffffffff on 64-bit
283                  * architectures then we use the maximum timeout:
284                  */
285                 if (idx > 0xffffffffUL) {
286                         idx = 0xffffffffUL;
287                         expires = idx + base->timer_jiffies;
288                 }
289                 i = (expires >> (TVR_BITS + 3 * TVN_BITS)) & TVN_MASK;
290                 vec = base->tv5.vec + i;
291         }
292         /*
293          * Timers are FIFO:
294          */
295         list_add_tail(&timer->entry, vec);
296 }
297
298 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
299 void __timer_stats_timer_set_start_info(struct timer_list *timer, void *addr)
300 {
301         if (timer->start_site)
302                 return;
303
304         timer->start_site = addr;
305         memcpy(timer->start_comm, current->comm, TASK_COMM_LEN);
306         timer->start_pid = current->pid;
307 }
308
309 static void timer_stats_account_timer(struct timer_list *timer)
310 {
311         unsigned int flag = 0;
312
313         if (unlikely(tbase_get_deferrable(timer->base)))
314                 flag |= TIMER_STATS_FLAG_DEFERRABLE;
315
316         timer_stats_update_stats(timer, timer->start_pid, timer->start_site,
317                                  timer->function, timer->start_comm, flag);
318 }
319
320 #else
321 static void timer_stats_account_timer(struct timer_list *timer) {}
322 #endif
323
324 /**
325  * init_timer - initialize a timer.
326  * @timer: the timer to be initialized
327  *
328  * init_timer() must be done to a timer prior calling *any* of the
329  * other timer functions.
330  */
331 void fastcall init_timer(struct timer_list *timer)
332 {
333         timer->entry.next = NULL;
334         timer->base = __raw_get_cpu_var(tvec_bases);
335 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
336         timer->start_site = NULL;
337         timer->start_pid = -1;
338         memset(timer->start_comm, 0, TASK_COMM_LEN);
339 #endif
340 }
341 EXPORT_SYMBOL(init_timer);
342
343 void fastcall init_timer_deferrable(struct timer_list *timer)
344 {
345         init_timer(timer);
346         timer_set_deferrable(timer);
347 }
348 EXPORT_SYMBOL(init_timer_deferrable);
349
350 static inline void detach_timer(struct timer_list *timer,
351                                 int clear_pending)
352 {
353         struct list_head *entry = &timer->entry;
354
355         __list_del(entry->prev, entry->next);
356         if (clear_pending)
357                 entry->next = NULL;
358         entry->prev = LIST_POISON2;
359 }
360
361 /*
362  * We are using hashed locking: holding per_cpu(tvec_bases).lock
363  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
364  * locked, and the base itself is locked too.
365  *
366  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
367  * be found on ->tvX lists.
368  *
369  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
370  * possible to set timer->base = NULL and drop the lock: the timer remains
371  * locked.
372  */
373 static tvec_base_t *lock_timer_base(struct timer_list *timer,
374                                         unsigned long *flags)
375         __acquires(timer->base->lock)
376 {
377         tvec_base_t *base;
378
379         for (;;) {
380                 tvec_base_t *prelock_base = timer->base;
381                 base = tbase_get_base(prelock_base);
382                 if (likely(base != NULL)) {
383                         spin_lock_irqsave(&base->lock, *flags);
384                         if (likely(prelock_base == timer->base))
385                                 return base;
386                         /* The timer has migrated to another CPU */
387                         spin_unlock_irqrestore(&base->lock, *flags);
388                 }
389                 cpu_relax();
390         }
391 }
392
393 int __mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)
394 {
395         tvec_base_t *base, *new_base;
396         unsigned long flags;
397         int ret = 0;
398
399         timer_stats_timer_set_start_info(timer);
400         BUG_ON(!timer->function);
401
402         base = lock_timer_base(timer, &flags);
403
404         if (timer_pending(timer)) {
405                 detach_timer(timer, 0);
406                 ret = 1;
407         }
408
409         new_base = __get_cpu_var(tvec_bases);
410
411         if (base != new_base) {
412                 /*
413                  * We are trying to schedule the timer on the local CPU.
414                  * However we can't change timer's base while it is running,
415                  * otherwise del_timer_sync() can't detect that the timer's
416                  * handler yet has not finished. This also guarantees that
417                  * the timer is serialized wrt itself.
418                  */
419                 if (likely(base->running_timer != timer)) {
420                         /* See the comment in lock_timer_base() */
421                         timer_set_base(timer, NULL);
422                         spin_unlock(&base->lock);
423                         base = new_base;
424                         spin_lock(&base->lock);
425                         timer_set_base(timer, base);
426                 }
427         }
428
429         timer->expires = expires;
430         internal_add_timer(base, timer);
431         spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);
432
433         return ret;
434 }
435
436 EXPORT_SYMBOL(__mod_timer);
437
438 /**
439  * add_timer_on - start a timer on a particular CPU
440  * @timer: the timer to be added
441  * @cpu: the CPU to start it on
442  *
443  * This is not very scalable on SMP. Double adds are not possible.
444  */
445 void add_timer_on(struct timer_list *timer, int cpu)
446 {
447         tvec_base_t *base = per_cpu(tvec_bases, cpu);
448         unsigned long flags;
449
450         timer_stats_timer_set_start_info(timer);
451         BUG_ON(timer_pending(timer) || !timer->function);
452         spin_lock_irqsave(&base->lock, flags);
453         timer_set_base(timer, base);
454         internal_add_timer(base, timer);
455         spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);
456 }
457
458
459 /**
460  * mod_timer - modify a timer's timeout
461  * @timer: the timer to be modified
462  * @expires: new timeout in jiffies
463  *
464  * mod_timer() is a more efficient way to update the expire field of an
465  * active timer (if the timer is inactive it will be activated)
466  *
467  * mod_timer(timer, expires) is equivalent to:
468  *
469  *     del_timer(timer); timer->expires = expires; add_timer(timer);
470  *
471  * Note that if there are multiple unserialized concurrent users of the
472  * same timer, then mod_timer() is the only safe way to modify the timeout,
473  * since add_timer() cannot modify an already running timer.
474  *
475  * The function returns whether it has modified a pending timer or not.
476  * (ie. mod_timer() of an inactive timer returns 0, mod_timer() of an
477  * active timer returns 1.)
478  */
479 int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)
480 {
481         BUG_ON(!timer->function);
482
483         timer_stats_timer_set_start_info(timer);
484         /*
485          * This is a common optimization triggered by the
486          * networking code - if the timer is re-modified
487          * to be the same thing then just return:
488          */
489         if (timer->expires == expires && timer_pending(timer))
490                 return 1;
491
492         return __mod_timer(timer, expires);
493 }
494
495 EXPORT_SYMBOL(mod_timer);
496
497 /**
498  * del_timer - deactive a timer.
499  * @timer: the timer to be deactivated
500  *
501  * del_timer() deactivates a timer - this works on both active and inactive
502  * timers.
503  *
504  * The function returns whether it has deactivated a pending timer or not.
505  * (ie. del_timer() of an inactive timer returns 0, del_timer() of an
506  * active timer returns 1.)
507  */
508 int del_timer(struct timer_list *timer)
509 {
510         tvec_base_t *base;
511         unsigned long flags;
512         int ret = 0;
513
514         timer_stats_timer_clear_start_info(timer);
515         if (timer_pending(timer)) {
516                 base = lock_timer_base(timer, &flags);
517                 if (timer_pending(timer)) {
518                         detach_timer(timer, 1);
519                         ret = 1;
520                 }
521                 spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);
522         }
523
524         return ret;
525 }
526
527 EXPORT_SYMBOL(del_timer);
528
529 #ifdef CONFIG_SMP
530 /**
531  * try_to_del_timer_sync - Try to deactivate a timer
532  * @timer: timer do del
533  *
534  * This function tries to deactivate a timer. Upon successful (ret >= 0)
535  * exit the timer is not queued and the handler is not running on any CPU.
536  *
537  * It must not be called from interrupt contexts.
538  */
539 int try_to_del_timer_sync(struct timer_list *timer)
540 {
541         tvec_base_t *base;
542         unsigned long flags;
543         int ret = -1;
544
545         base = lock_timer_base(timer, &flags);
546
547         if (base->running_timer == timer)
548                 goto out;
549
550         ret = 0;
551         if (timer_pending(timer)) {
552                 detach_timer(timer, 1);
553                 ret = 1;
554         }
555 out:
556         spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);
557
558         return ret;
559 }
560
561 EXPORT_SYMBOL(try_to_del_timer_sync);
562
563 /**
564  * del_timer_sync - deactivate a timer and wait for the handler to finish.
565  * @timer: the timer to be deactivated
566  *
567  * This function only differs from del_timer() on SMP: besides deactivating
568  * the timer it also makes sure the handler has finished executing on other
569  * CPUs.
570  *
571  * Synchronization rules: Callers must prevent restarting of the timer,
572  * otherwise this function is meaningless. It must not be called from
573  * interrupt contexts. The caller must not hold locks which would prevent
574  * completion of the timer's handler. The timer's handler must not call
575  * add_timer_on(). Upon exit the timer is not queued and the handler is
576  * not running on any CPU.
577  *
578  * The function returns whether it has deactivated a pending timer or not.
579  */
580 int del_timer_sync(struct timer_list *timer)
581 {
582         for (;;) {
583                 int ret = try_to_del_timer_sync(timer);
584                 if (ret >= 0)
585                         return ret;
586                 cpu_relax();
587         }
588 }
589
590 EXPORT_SYMBOL(del_timer_sync);
591 #endif
592
593 static int cascade(tvec_base_t *base, tvec_t *tv, int index)
594 {
595         /* cascade all the timers from tv up one level */
596         struct timer_list *timer, *tmp;
597         struct list_head tv_list;
598
599         list_replace_init(tv->vec + index, &tv_list);
600
601         /*
602          * We are removing _all_ timers from the list, so we
603          * don't have to detach them individually.
604          */
605         list_for_each_entry_safe(timer, tmp, &tv_list, entry) {
606                 BUG_ON(tbase_get_base(timer->base) != base);
607                 internal_add_timer(base, timer);
608         }
609
610         return index;
611 }
612
613 #define INDEX(N) ((base->timer_jiffies >> (TVR_BITS + (N) * TVN_BITS)) & TVN_MASK)
614
615 /**
616  * __run_timers - run all expired timers (if any) on this CPU.
617  * @base: the timer vector to be processed.
618  *
619  * This function cascades all vectors and executes all expired timer
620  * vectors.
621  */
622 static inline void __run_timers(tvec_base_t *base)
623 {
624         struct timer_list *timer;
625
626         spin_lock_irq(&base->lock);
627         while (time_after_eq(jiffies, base->timer_jiffies)) {
628                 struct list_head work_list;
629                 struct list_head *head = &work_list;
630                 int index = base->timer_jiffies & TVR_MASK;
631
632                 /*
633                  * Cascade timers:
634                  */
635                 if (!index &&
636                         (!cascade(base, &base->tv2, INDEX(0))) &&
637                                 (!cascade(base, &base->tv3, INDEX(1))) &&
638                                         !cascade(base, &base->tv4, INDEX(2)))
639                         cascade(base, &base->tv5, INDEX(3));
640                 ++base->timer_jiffies;
641                 list_replace_init(base->tv1.vec + index, &work_list);
642                 while (!list_empty(head)) {
643                         void (*fn)(unsigned long);
644                         unsigned long data;
645
646                         timer = list_first_entry(head, struct timer_list,entry);
647                         fn = timer->function;
648                         data = timer->data;
649
650                         timer_stats_account_timer(timer);
651
652                         set_running_timer(base, timer);
653                         detach_timer(timer, 1);
654                         spin_unlock_irq(&base->lock);
655                         {
656                                 int preempt_count = preempt_count();
657                                 fn(data);
658                                 if (preempt_count != preempt_count()) {
659                                         printk(KERN_WARNING "huh, entered %p "
660                                                "with preempt_count %08x, exited"
661                                                " with %08x?\n",
662                                                fn, preempt_count,
663                                                preempt_count());
664                                         BUG();
665                                 }
666                         }
667                         spin_lock_irq(&base->lock);
668                 }
669         }
670         set_running_timer(base, NULL);
671         spin_unlock_irq(&base->lock);
672 }
673
674 #if defined(CONFIG_NO_IDLE_HZ) || defined(CONFIG_NO_HZ)
675 /*
676  * Find out when the next timer event is due to happen. This
677  * is used on S/390 to stop all activity when a cpus is idle.
678  * This functions needs to be called disabled.
679  */
680 static unsigned long __next_timer_interrupt(tvec_base_t *base)
681 {
682         unsigned long timer_jiffies = base->timer_jiffies;
683         unsigned long expires = timer_jiffies + NEXT_TIMER_MAX_DELTA;
684         int index, slot, array, found = 0;
685         struct timer_list *nte;
686         tvec_t *varray[4];
687
688         /* Look for timer events in tv1. */
689         index = slot = timer_jiffies & TVR_MASK;
690         do {
691                 list_for_each_entry(nte, base->tv1.vec + slot, entry) {
692                         if (tbase_get_deferrable(nte->base))
693                                 continue;
694
695                         found = 1;
696                         expires = nte->expires;
697                         /* Look at the cascade bucket(s)? */
698                         if (!index || slot < index)
699                                 goto cascade;
700                         return expires;
701                 }
702                 slot = (slot + 1) & TVR_MASK;
703         } while (slot != index);
704
705 cascade:
706         /* Calculate the next cascade event */
707         if (index)
708                 timer_jiffies += TVR_SIZE - index;
709         timer_jiffies >>= TVR_BITS;
710
711         /* Check tv2-tv5. */
712         varray[0] = &base->tv2;
713         varray[1] = &base->tv3;
714         varray[2] = &base->tv4;
715         varray[3] = &base->tv5;
716
717         for (array = 0; array < 4; array++) {
718                 tvec_t *varp = varray[array];
719
720                 index = slot = timer_jiffies & TVN_MASK;
721                 do {
722                         list_for_each_entry(nte, varp->vec + slot, entry) {
723                                 found = 1;
724                                 if (time_before(nte->expires, expires))
725                                         expires = nte->expires;
726                         }
727                         /*
728                          * Do we still search for the first timer or are
729                          * we looking up the cascade buckets ?
730                          */
731                         if (found) {
732                                 /* Look at the cascade bucket(s)? */
733                                 if (!index || slot < index)
734                                         break;
735                                 return expires;
736                         }
737                         slot = (slot + 1) & TVN_MASK;
738                 } while (slot != index);
739
740                 if (index)
741                         timer_jiffies += TVN_SIZE - index;
742                 timer_jiffies >>= TVN_BITS;
743         }
744         return expires;
745 }
746
747 /*
748  * Check, if the next hrtimer event is before the next timer wheel
749  * event:
750  */
751 static unsigned long cmp_next_hrtimer_event(unsigned long now,
752                                             unsigned long expires)
753 {
754         ktime_t hr_delta = hrtimer_get_next_event();
755         struct timespec tsdelta;
756         unsigned long delta;
757
758         if (hr_delta.tv64 == KTIME_MAX)
759                 return expires;
760
761         /*
762          * Expired timer available, let it expire in the next tick
763          */
764         if (hr_delta.tv64 <= 0)
765                 return now + 1;
766
767         tsdelta = ktime_to_timespec(hr_delta);
768         delta = timespec_to_jiffies(&tsdelta);
769
770         /*
771          * Limit the delta to the max value, which is checked in
772          * tick_nohz_stop_sched_tick():
773          */
774         if (delta > NEXT_TIMER_MAX_DELTA)
775                 delta = NEXT_TIMER_MAX_DELTA;
776
777         /*
778          * Take rounding errors in to account and make sure, that it
779          * expires in the next tick. Otherwise we go into an endless
780          * ping pong due to tick_nohz_stop_sched_tick() retriggering
781          * the timer softirq
782          */
783         if (delta < 1)
784                 delta = 1;
785         now += delta;
786         if (time_before(now, expires))
787                 return now;
788         return expires;
789 }
790
791 /**
792  * next_timer_interrupt - return the jiffy of the next pending timer
793  * @now: current time (in jiffies)
794  */
795 unsigned long get_next_timer_interrupt(unsigned long now)
796 {
797         tvec_base_t *base = __get_cpu_var(tvec_bases);
798         unsigned long expires;
799
800         spin_lock(&base->lock);
801         expires = __next_timer_interrupt(base);
802         spin_unlock(&base->lock);
803
804         if (time_before_eq(expires, now))
805                 return now;
806
807         return cmp_next_hrtimer_event(now, expires);
808 }
809
810 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
811 unsigned long next_timer_interrupt(void)
812 {
813         return get_next_timer_interrupt(jiffies);
814 }
815 #endif
816
817 #endif
818
819 /*
820  * Called from the timer interrupt handler to charge one tick to the current
821  * process.  user_tick is 1 if the tick is user time, 0 for system.
822  */
823 void update_process_times(int user_tick)
824 {
825         struct task_struct *p = current;
826         int cpu = smp_processor_id();
827
828         /* Note: this timer irq context must be accounted for as well. */
829         if (user_tick) {
830                 account_user_time(p, jiffies_to_cputime(1));
831                 account_user_time_scaled(p, jiffies_to_cputime(1));
832         } else {
833                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, jiffies_to_cputime(1));
834                 account_system_time_scaled(p, jiffies_to_cputime(1));
835         }
836         run_local_timers();
837         if (rcu_pending(cpu))
838                 rcu_check_callbacks(cpu, user_tick);
839         scheduler_tick();
840         run_posix_cpu_timers(p);
841 }
842
843 /*
844  * Nr of active tasks - counted in fixed-point numbers
845  */
846 static unsigned long count_active_tasks(void)
847 {
848         return nr_active() * FIXED_1;
849 }
850
851 /*
852  * Hmm.. Changed this, as the GNU make sources (load.c) seems to
853  * imply that avenrun[] is the standard name for this kind of thing.
854  * Nothing else seems to be standardized: the fractional size etc
855  * all seem to differ on different machines.
856  *
857  * Requires xtime_lock to access.
858  */
859 unsigned long avenrun[3];
860
861 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
862
863 /*
864  * calc_load - given tick count, update the avenrun load estimates.
865  * This is called while holding a write_lock on xtime_lock.
866  */
867 static inline void calc_load(unsigned long ticks)
868 {
869         unsigned long active_tasks; /* fixed-point */
870         static int count = LOAD_FREQ;
871
872         count -= ticks;
873         if (unlikely(count < 0)) {
874                 active_tasks = count_active_tasks();
875                 do {
876                         CALC_LOAD(avenrun[0], EXP_1, active_tasks);
877                         CALC_LOAD(avenrun[1], EXP_5, active_tasks);
878                         CALC_LOAD(avenrun[2], EXP_15, active_tasks);
879                         count += LOAD_FREQ;
880                 } while (count < 0);
881         }
882 }
883
884 /*
885  * This function runs timers and the timer-tq in bottom half context.
886  */
887 static void run_timer_softirq(struct softirq_action *h)
888 {
889         tvec_base_t *base = __get_cpu_var(tvec_bases);
890
891         hrtimer_run_queues();
892
893         if (time_after_eq(jiffies, base->timer_jiffies))
894                 __run_timers(base);
895 }
896
897 /*
898  * Called by the local, per-CPU timer interrupt on SMP.
899  */
900 void run_local_timers(void)
901 {
902         raise_softirq(TIMER_SOFTIRQ);
903         softlockup_tick();
904 }
905
906 /*
907  * Called by the timer interrupt. xtime_lock must already be taken
908  * by the timer IRQ!
909  */
910 static inline void update_times(unsigned long ticks)
911 {
912         update_wall_time();
913         calc_load(ticks);
914 }
915
916 /*
917  * The 64-bit jiffies value is not atomic - you MUST NOT read it
918  * without sampling the sequence number in xtime_lock.
919  * jiffies is defined in the linker script...
920  */
921
922 void do_timer(unsigned long ticks)
923 {
924         jiffies_64 += ticks;
925         update_times(ticks);
926 }
927
928 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_ALARM
929
930 /*
931  * For backwards compatibility?  This can be done in libc so Alpha
932  * and all newer ports shouldn't need it.
933  */
934 asmlinkage unsigned long sys_alarm(unsigned int seconds)
935 {
936         return alarm_setitimer(seconds);
937 }
938
939 #endif
940
941 #ifndef __alpha__
942
943 /*
944  * The Alpha uses getxpid, getxuid, and getxgid instead.  Maybe this
945  * should be moved into arch/i386 instead?
946  */
947
948 /**
949  * sys_getpid - return the thread group id of the current process
950  *
951  * Note, despite the name, this returns the tgid not the pid.  The tgid and
952  * the pid are identical unless CLONE_THREAD was specified on clone() in
953  * which case the tgid is the same in all threads of the same group.
954  *
955  * This is SMP safe as current->tgid does not change.
956  */
957 asmlinkage long sys_getpid(void)
958 {
959         return current->tgid;
960 }
961
962 /*
963  * Accessing ->real_parent is not SMP-safe, it could
964  * change from under us. However, we can use a stale
965  * value of ->real_parent under rcu_read_lock(), see
966  * release_task()->call_rcu(delayed_put_task_struct).
967  */
968 asmlinkage long sys_getppid(void)
969 {
970         int pid;
971
972         rcu_read_lock();
973         pid = rcu_dereference(current->real_parent)->tgid;
974         rcu_read_unlock();
975
976         return pid;
977 }
978
979 asmlinkage long sys_getuid(void)
980 {
981         /* Only we change this so SMP safe */
982         return current->uid;
983 }
984
985 asmlinkage long sys_geteuid(void)
986 {
987         /* Only we change this so SMP safe */
988         return current->euid;
989 }
990
991 asmlinkage long sys_getgid(void)
992 {
993         /* Only we change this so SMP safe */
994         return current->gid;
995 }
996
997 asmlinkage long sys_getegid(void)
998 {
999         /* Only we change this so SMP safe */
1000         return  current->egid;
1001 }
1002
1003 #endif
1004
1005 static void process_timeout(unsigned long __data)
1006 {
1007         wake_up_process((struct task_struct *)__data);
1008 }
1009
1010 /**
1011  * schedule_timeout - sleep until timeout
1012  * @timeout: timeout value in jiffies
1013  *
1014  * Make the current task sleep until @timeout jiffies have
1015  * elapsed. The routine will return immediately unless
1016  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1017  *
1018  * You can set the task state as follows -
1019  *
1020  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout jiffies are guaranteed to
1021  * pass before the routine returns. The routine will return 0
1022  *
1023  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1024  * delivered to the current task. In this case the remaining time
1025  * in jiffies will be returned, or 0 if the timer expired in time
1026  *
1027  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1028  * routine returns.
1029  *
1030  * Specifying a @timeout value of %MAX_SCHEDULE_TIMEOUT will schedule
1031  * the CPU away without a bound on the timeout. In this case the return
1032  * value will be %MAX_SCHEDULE_TIMEOUT.
1033  *
1034  * In all cases the return value is guaranteed to be non-negative.
1035  */
1036 fastcall signed long __sched schedule_timeout(signed long timeout)
1037 {
1038         struct timer_list timer;
1039         unsigned long expire;
1040
1041         switch (timeout)
1042         {
1043         case MAX_SCHEDULE_TIMEOUT:
1044                 /*
1045                  * These two special cases are useful to be comfortable
1046                  * in the caller. Nothing more. We could take
1047                  * MAX_SCHEDULE_TIMEOUT from one of the negative value
1048                  * but I' d like to return a valid offset (>=0) to allow
1049                  * the caller to do everything it want with the retval.
1050                  */
1051                 schedule();
1052                 goto out;
1053         default:
1054                 /*
1055                  * Another bit of PARANOID. Note that the retval will be
1056                  * 0 since no piece of kernel is supposed to do a check
1057                  * for a negative retval of schedule_timeout() (since it
1058                  * should never happens anyway). You just have the printk()
1059                  * that will tell you if something is gone wrong and where.
1060                  */
1061                 if (timeout < 0) {
1062                         printk(KERN_ERR "schedule_timeout: wrong timeout "
1063                                 "value %lx\n", timeout);
1064                         dump_stack();
1065                         current->state = TASK_RUNNING;
1066                         goto out;
1067                 }
1068         }
1069
1070         expire = timeout + jiffies;
1071
1072         setup_timer(&timer, process_timeout, (unsigned long)current);
1073         __mod_timer(&timer, expire);
1074         schedule();
1075         del_singleshot_timer_sync(&timer);
1076
1077         timeout = expire - jiffies;
1078
1079  out:
1080         return timeout < 0 ? 0 : timeout;
1081 }
1082 EXPORT_SYMBOL(schedule_timeout);
1083
1084 /*
1085  * We can use __set_current_state() here because schedule_timeout() calls
1086  * schedule() unconditionally.
1087  */
1088 signed long __sched schedule_timeout_interruptible(signed long timeout)
1089 {
1090         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1091         return schedule_timeout(timeout);
1092 }
1093 EXPORT_SYMBOL(schedule_timeout_interruptible);
1094
1095 signed long __sched schedule_timeout_uninterruptible(signed long timeout)
1096 {
1097         __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1098         return schedule_timeout(timeout);
1099 }
1100 EXPORT_SYMBOL(schedule_timeout_uninterruptible);
1101
1102 /* Thread ID - the internal kernel "pid" */
1103 asmlinkage long sys_gettid(void)
1104 {
1105         return current->pid;
1106 }
1107
1108 /**
1109  * do_sysinfo - fill in sysinfo struct
1110  * @info: pointer to buffer to fill
1111  */
1112 int do_sysinfo(struct sysinfo *info)
1113 {
1114         unsigned long mem_total, sav_total;
1115         unsigned int mem_unit, bitcount;
1116         unsigned long seq;
1117
1118         memset(info, 0, sizeof(struct sysinfo));
1119
1120         do {
1121                 struct timespec tp;
1122                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
1123
1124                 /*
1125                  * This is annoying.  The below is the same thing
1126                  * posix_get_clock_monotonic() does, but it wants to
1127                  * take the lock which we want to cover the loads stuff
1128                  * too.
1129                  */
1130
1131                 getnstimeofday(&tp);
1132                 tp.tv_sec += wall_to_monotonic.tv_sec;
1133                 tp.tv_nsec += wall_to_monotonic.tv_nsec;
1134                 monotonic_to_bootbased(&tp);
1135                 if (tp.tv_nsec - NSEC_PER_SEC >= 0) {
1136                         tp.tv_nsec = tp.tv_nsec - NSEC_PER_SEC;
1137                         tp.tv_sec++;
1138                 }
1139                 info->uptime = tp.tv_sec + (tp.tv_nsec ? 1 : 0);
1140
1141                 info->loads[0] = avenrun[0] << (SI_LOAD_SHIFT - FSHIFT);
1142                 info->loads[1] = avenrun[1] << (SI_LOAD_SHIFT - FSHIFT);
1143                 info->loads[2] = avenrun[2] << (SI_LOAD_SHIFT - FSHIFT);
1144
1145                 info->procs = nr_threads;
1146         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
1147
1148         si_meminfo(info);
1149         si_swapinfo(info);
1150
1151         /*
1152          * If the sum of all the available memory (i.e. ram + swap)
1153          * is less than can be stored in a 32 bit unsigned long then
1154          * we can be binary compatible with 2.2.x kernels.  If not,
1155          * well, in that case 2.2.x was broken anyways...
1156          *
1157          *  -Erik Andersen <andersee@debian.org>
1158          */
1159
1160         mem_total = info->totalram + info->totalswap;
1161         if (mem_total < info->totalram || mem_total < info->totalswap)
1162                 goto out;
1163         bitcount = 0;
1164         mem_unit = info->mem_unit;
1165         while (mem_unit > 1) {
1166                 bitcount++;
1167                 mem_unit >>= 1;
1168                 sav_total = mem_total;
1169                 mem_total <<= 1;
1170                 if (mem_total < sav_total)
1171                         goto out;
1172         }
1173
1174         /*
1175          * If mem_total did not overflow, multiply all memory values by
1176          * info->mem_unit and set it to 1.  This leaves things compatible
1177          * with 2.2.x, and also retains compatibility with earlier 2.4.x
1178          * kernels...
1179          */
1180
1181         info->mem_unit = 1;
1182         info->totalram <<= bitcount;
1183         info->freeram <<= bitcount;
1184         info->sharedram <<= bitcount;
1185         info->bufferram <<= bitcount;
1186         info->totalswap <<= bitcount;
1187         info->freeswap <<= bitcount;
1188         info->totalhigh <<= bitcount;
1189         info->freehigh <<= bitcount;
1190
1191 out:
1192         return 0;
1193 }
1194
1195 asmlinkage long sys_sysinfo(struct sysinfo __user *info)
1196 {
1197         struct sysinfo val;
1198
1199         do_sysinfo(&val);
1200
1201         if (copy_to_user(info, &val, sizeof(struct sysinfo)))
1202                 return -EFAULT;
1203
1204         return 0;
1205 }
1206
1207 /*
1208  * lockdep: we want to track each per-CPU base as a separate lock-class,
1209  * but timer-bases are kmalloc()-ed, so we need to attach separate
1210  * keys to them:
1211  */
1212 static struct lock_class_key base_lock_keys[NR_CPUS];
1213
1214 static int __devinit init_timers_cpu(int cpu)
1215 {
1216         int j;
1217         tvec_base_t *base;
1218         static char __devinitdata tvec_base_done[NR_CPUS];
1219
1220         if (!tvec_base_done[cpu]) {
1221                 static char boot_done;
1222
1223                 if (boot_done) {
1224                         /*
1225                          * The APs use this path later in boot
1226                          */
1227                         base = kmalloc_node(sizeof(*base),
1228                                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1229                                                 cpu_to_node(cpu));
1230                         if (!base)
1231                                 return -ENOMEM;
1232
1233                         /* Make sure that tvec_base is 2 byte aligned */
1234                         if (tbase_get_deferrable(base)) {
1235                                 WARN_ON(1);
1236                                 kfree(base);
1237                                 return -ENOMEM;
1238                         }
1239                         per_cpu(tvec_bases, cpu) = base;
1240                 } else {
1241                         /*
1242                          * This is for the boot CPU - we use compile-time
1243                          * static initialisation because per-cpu memory isn't
1244                          * ready yet and because the memory allocators are not
1245                          * initialised either.
1246                          */
1247                         boot_done = 1;
1248                         base = &boot_tvec_bases;
1249                 }
1250                 tvec_base_done[cpu] = 1;
1251         } else {
1252                 base = per_cpu(tvec_bases, cpu);
1253         }
1254
1255         spin_lock_init(&base->lock);
1256         lockdep_set_class(&base->lock, base_lock_keys + cpu);
1257
1258         for (j = 0; j < TVN_SIZE; j++) {
1259                 INIT_LIST_HEAD(base->tv5.vec + j);
1260                 INIT_LIST_HEAD(base->tv4.vec + j);
1261                 INIT_LIST_HEAD(base->tv3.vec + j);
1262                 INIT_LIST_HEAD(base->tv2.vec + j);
1263         }
1264         for (j = 0; j < TVR_SIZE; j++)
1265                 INIT_LIST_HEAD(base->tv1.vec + j);
1266
1267         base->timer_jiffies = jiffies;
1268         return 0;
1269 }
1270
1271 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1272 static void migrate_timer_list(tvec_base_t *new_base, struct list_head *head)
1273 {
1274         struct timer_list *timer;
1275
1276         while (!list_empty(head)) {
1277                 timer = list_first_entry(head, struct timer_list, entry);
1278                 detach_timer(timer, 0);
1279                 timer_set_base(timer, new_base);
1280                 internal_add_timer(new_base, timer);
1281         }
1282 }
1283
1284 static void __devinit migrate_timers(int cpu)
1285 {
1286         tvec_base_t *old_base;
1287         tvec_base_t *new_base;
1288         int i;
1289
1290         BUG_ON(cpu_online(cpu));
1291         old_base = per_cpu(tvec_bases, cpu);
1292         new_base = get_cpu_var(tvec_bases);
1293
1294         local_irq_disable();
1295         double_spin_lock(&new_base->lock, &old_base->lock,
1296                          smp_processor_id() < cpu);
1297
1298         BUG_ON(old_base->running_timer);
1299
1300         for (i = 0; i < TVR_SIZE; i++)
1301                 migrate_timer_list(new_base, old_base->tv1.vec + i);
1302         for (i = 0; i < TVN_SIZE; i++) {
1303                 migrate_timer_list(new_base, old_base->tv2.vec + i);
1304                 migrate_timer_list(new_base, old_base->tv3.vec + i);
1305                 migrate_timer_list(new_base, old_base->tv4.vec + i);
1306                 migrate_timer_list(new_base, old_base->tv5.vec + i);
1307         }
1308
1309         double_spin_unlock(&new_base->lock, &old_base->lock,
1310                            smp_processor_id() < cpu);
1311         local_irq_enable();
1312         put_cpu_var(tvec_bases);
1313 }
1314 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1315
1316 static int __cpuinit timer_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1317                                 unsigned long action, void *hcpu)
1318 {
1319         long cpu = (long)hcpu;
1320         switch(action) {
1321         case CPU_UP_PREPARE:
1322         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1323                 if (init_timers_cpu(cpu) < 0)
1324                         return NOTIFY_BAD;
1325                 break;
1326 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1327         case CPU_DEAD:
1328         case CPU_DEAD_FROZEN:
1329                 migrate_timers(cpu);
1330                 break;
1331 #endif
1332         default:
1333                 break;
1334         }
1335         return NOTIFY_OK;
1336 }
1337
1338 static struct notifier_block __cpuinitdata timers_nb = {
1339         .notifier_call  = timer_cpu_notify,
1340 };
1341
1342
1343 void __init init_timers(void)
1344 {
1345         int err = timer_cpu_notify(&timers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
1346                                 (void *)(long)smp_processor_id());
1347
1348         init_timer_stats();
1349
1350         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
1351         register_cpu_notifier(&timers_nb);
1352         open_softirq(TIMER_SOFTIRQ, run_timer_softirq, NULL);
1353 }
1354
1355 /**
1356  * msleep - sleep safely even with waitqueue interruptions
1357  * @msecs: Time in milliseconds to sleep for
1358  */
1359 void msleep(unsigned int msecs)
1360 {
1361         unsigned long timeout = msecs_to_jiffies(msecs) + 1;
1362
1363         while (timeout)
1364                 timeout = schedule_timeout_uninterruptible(timeout);
1365 }
1366
1367 EXPORT_SYMBOL(msleep);
1368
1369 /**
1370  * msleep_interruptible - sleep waiting for signals
1371  * @msecs: Time in milliseconds to sleep for
1372  */
1373 unsigned long msleep_interruptible(unsigned int msecs)
1374 {
1375         unsigned long timeout = msecs_to_jiffies(msecs) + 1;
1376
1377         while (timeout && !signal_pending(current))
1378                 timeout = schedule_timeout_interruptible(timeout);
1379         return jiffies_to_msecs(timeout);
1380 }
1381
1382 EXPORT_SYMBOL(msleep_interruptible);